紫外激发白光led用三基色荧光粉的制备及性能研究

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1、密级：学校代码：10075分类号：学号：43010310002理学硕士学位论文紫外激发白光LED用三基色荧光粉的制备及性能研究学位申请人：杨保柱指导教师：杨志平教授学位类别：工程硕士学科专业：光学工程授予单位：河北大学答辩日期：二〇一四年六月ClassifiedIndex：CODE:10075U.D.C.：NO.:43010310002ADissertationfortheDegreeofM.SciencePreparationandLuminescentPropertiesofUVExcitedTri-colorPhos

2、phorCandidate:YangBaozhuSupervisor:Prof.YangZhipingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:OpticsEngineeringUniversity:HebeiUniversityDateofOralExamination:June,2014摘要摘要由于白光发光二极管(LED)具有低能耗、无汞污染、高效和使用寿命长等优点，它被认为是下一代最理想的固态照明光源。随着能够发射350~400nm波长的高效近紫外芯片

3、的出现，加速了LEDs的发展，同时对近紫外激发的高效的三基色的荧光粉提出了更高的要求。2+2+通过高温固相反应合成了Sr3SiO5:Eu荧光粉。当Eu浓度较低时，该荧光粉的发2+射光谱包括两个发射带，峰值分别位于476nm和578nm。随着Eu离子浓度的增加，2+2+蓝色发射峰逐渐减弱，当Eu离子浓度达到1mol%时消失；黄色发射峰强度随Eu离子2+浓度的增加而增加，当Eu离子浓度达到1mol%时发生浓度猝灭。根据Dexter理论和2+Blasse方程计算得到的临界距离Rc分别为3.06nm和2.62nm。而且，Eu在Sr

4、3SiO5中的两个发射中心存在能量传递，浓度猝灭是电偶极－电偶极(d-d)相互作用引起的。3+3+采用高温固相法制备了红色SrBPO5:Eu荧光粉，并且研究了激活剂Eu浓度、助熔剂的种类及含量、电荷补偿剂的种类对荧光粉发光性能的影响。样品的XRD表明，合成的样品为纯相的SrBPO5，且二次烧结有助于晶格结构生长。荧光粉在589nm、596nm、614nm、653nm和687nm处存在发射峰，且596nm处发射峰值最大，对应着由3+57Eu的D0→F1的跃迁。激发光谱是由一个225nm~280nm的宽带和280~450nm的

5、一系列尖峰组成的，其中395nm处的激发峰最强。说明该荧光粉可被紫外光有效激发，并且发出较好的红光。随着激活剂浓度增大，没有明显的浓度猝灭发生。加入助熔剂可有效提高发光强度，对于本体系，采用NH4Cl做助熔剂效果最好。电荷补偿剂采用了Li2CO3、Na2CO3、K2CO3三种，但是，Li2CO3的效果最好。3+采用高温固相法合成了Dy激活Ca3SiO4Cl2的黄色荧光粉，并对其发光性质进行了3+研究。在345nm紫外光激发下，测得Ca3SiO4Cl2:Dy材料的发射光谱为宽谱带且峰值较多，主要峰值分别位于479nm和569

6、nm，监测479nm和569nm发射峰，测得材料的激发光谱均为300~450nm之间的多峰宽谱，分别位于320nm,345nm,363nm,384nm,420nm和449nm。本文研究了合成温度对样品的发光强度的影响，找到了最佳反应温度为1000℃。研究了最佳掺杂浓度及产生浓度猝灭的机理。找到了不同助熔剂的添加3+对发光性质的影响。Ca3SiO4Cl2:Dy可被近紫外光有效激发，也可被蓝光激发，该荧光I摘要粉是一种发光性能比较好的蓝白色荧光粉。3+3+利用Sm离子作为激活剂采用高温固相法制备了Ca3SiO4Cl2:xSm红

7、色荧光材料。测量了荧光粉的XRD衍射谱，激发光谱和发射光谱。在紫外光的激发下，该荧光粉的发射光谱为峰值位于564nm、608nm和648nm的三峰谱线，其中位于648nm处的红光发射最强。监测648nm发射峰得到的材料的激发光谱主峰位于363nm、376nm和404nm3+的线状谱线，说明该荧光粉可被紫外光和近紫外光有效的激发。研究了Sm的掺杂浓度对样品发光性能的影响及猝灭机理。结果表明该荧光粉是一种较好的用于白光LED的红色发光材料。关键词白光LED激发光谱发射光谱浓度猝灭能量传递IIAbstractAbstractWh

8、itelight-emittingdiodes(LEDs)areconsideredtobethenextgenerationsolidstatelightingdevicesduetotheirattractiveattributessuchasdurability,smallvolume,longl